DE678495C

DE678495C - Spule mit geringer Temperaturabhaengigkeit der Selbstinduktion und mit einem Kern und einem Mantel aus magnetisch unterteiltem Material

Info

Publication number: DE678495C
Application number: DEN40255D
Authority: DE
Inventors: Dr Gilles Holst; Ir Willem Six
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1937-01-14
Filing date: 1937-01-14
Publication date: 1939-07-17

Description

Spule mit geringer Temperaturabhängigkeit der Selbstinduktion und mit einem Kern und einem Mantel aus magnetisch unterteiltem Material Gegenstand der Erfindung bildet eine mit einem Kern und einem Mantel aus magnetischem Stoff versehene Spule, die sich durch eine geringe Abhängigkeit der Selbstinduktion von der Temperatur auszeichnet. Eine solche Spule - ist besonders in Fällen erforderlich, in denen nur ganz geringe Veränderungen der Selbstinduktion, beispielsweise bei elektrischen Hochfrequenzfiltern, zulässig sind.
Die bisher bekannten Hochfrequenzspulen mit Pulverkernen weisen im allgemeinen einen zu hohen Temperaturkoeffizienten der Selbstinduktion auf, was häufig auf den großen Ausdehnungskoeffizienten des zwecks Isolierung des Eisenpulvers verwendeten Isoliermittels zurückzuführen ist. Diese bekannten Spulen sind somit, wenn es auf die Temperaturabhängigkeit ankommt, für die vorher erwähnten Zwecke nicht verwendbar.
Erfindungsgemäß wird eine Spule mit kleinem Temperaturkoeffizienten der Selbstinduktion und mit einem Kern und einem Mantel aus magnetisch unterteiltem Material in der Weise erhalten, daß zwischen Kern und Mantel ein Luftspalt von solchen Ausmaßen vorgesehen ist, daß der magnetische Streufluß, der von den Längenveränderungen 'des Luftspalts bei großer Länge praktisch unabhängig von der thermischen Ausdehnung des Kerns und des Mantels ist, mindestens gleich groß ist wie der den Luftspalt direkt durchsetzende Kraftlinienfluß und daß das nicht in der Richtung der Kraftlinien unterteilte Kernmaterial eine hohe effektive und der Mantel eine nieditge Permeabilität aufweist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an einigen Ausführungsformen von Spulen nach der Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Die in- Fig. i dargestellte Spule besteht aus einem magnetisch unterteilten Kern i, der beispielsweise aus gegelieinander isolierten Drähten aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit hoher Permeabilität besteht, um die herum eine Wicklung z gelegt ist. Der Kern mit der Wicklung ist von einem Mantel 3 mit niedriger Permeabilität, z. B. aus gepreßtem Eisenpulver, umgeben, der jedoch aus anderem Stoff hergestellt sein kann. Zwischen dein Kern und dem Mantel ist ein Luftspalt q. vorgesehen, dem wegen der hohen effektiven Permeabilität des Kerns, 'z. B. Zoo bis 3oo, eine erhebliche Länge gegeheiz werden kann, ohne daß infolgedessen die effektive Permeabilität des magnetischen Kreises als Ganzes zu niedrig wird. Dies würde jedoch der Fall sein, wenn der Kern aus einem Stoff mit niedriger effektiver Permeabilität, z. B. aus gepreßtem Pulver, hergestellt wäre. Infolge der großen Länge des Luftspalts tritt ein verhältnismäßig großer Teil des Gesamtkraftlinienflusses als Streufluß um den eigentlichen Luftspalt herum zwischen ` dem Kern und dem Mantel auf. Wenn dieser Streufluß mindestens gleich groß wie und zweckmäßig größer ist als der Kraftlinienfluß direkt durch den Luftspalt hindurch, ergibt sich ein kleiner Temperaturkoeffizient der Selbstinduktion. Wie Messungen gezeigt haben, läßt sich dann leicht ein Temperaturkoeffizient von 5/iooo je Grad C erreichen. Die Erklärung hierfür ist die, daß die infolge thermischer Ausdehnung des Kerns und Mantels hervorgerufenen Längenveränderungen des Luftspalts nur den direkt durch den Luftspalt entsprechend seiner Bemessung nur geringen hindurchgehenden Kraftlinienfluß beeinflussen, während der Streufluß praktisch unverändert bleibt.
Die mit Rücksicht auf die Temperaturunabhängigkeit der Selbstinduktion gewählte hohe effektive Permeabilität des Kernstoffs hat nebenher den Vorteil, daß nur eine geringe Anzahl von Kraftlinien die Wicklung 2 schneidet und somit die Wärmestromverluste in dieser Wicklung gering bleiben, was sich auf einen kleinen Verlustwiderstand der Spule günstig auswirkt.
Die in Fig. i angegebene Bauart des Mantels weist jedoch noch den Nachteil auf, daß an der Stelle, wo der den Luftspalt direkt durchsetzende Kraftlinienfluß in den Mantel übergeht, eine Konzentration der Kraftlinien und somit eine verhältnismäßig große magnetische Feldstärke auftritt. Mit Rücksicht auf die Hysterese- und Wirbelstromverluste ist dies unerwünscht. Brei der in Fig.2 dargestellten Bauart ist der Mantel3 deshalb mit zylindrischen Höhlungen q. und 5 versehen, welche die Enden des Kerns i aufnehmen, so daß die Oberfläche des so gebildeten Luftspaltes wesentlich größer ist als bei der Bauart nach Fig. i und die schädliche Konzentration der Kraftlinien vermieden ist.
Wie aus den Fig. i und 2 ersichtlich ist, besteht der Mantel aus zwei zusammengeschraubten Teilen, damit die Selbstinduktion der Spule in bekannter Weise durch Änderung des Luftspaltes auf den gewünschten Wert eingestellt werden kann. Der Mantel hat ferner zweckmäßig die Gestalt eines Rotationskörpers, so daß sich eine gute Abschirmung und eine Vergrößerung des Querschnitts dieses Teils des magnetischen Kreises ergeben. Ein großer Querschnitt ermöglicht es, den Mantel aus isoliertem Eisenpulver zu pressen, was vom Standpunkt der Herstellung aus betrachtet, vorteilhaft ist, wobei außer- -dem die magnetische Induktion niedrig wird und die Hysterese- und Wirbelstromverluste innerhalb der gewünschten Grenzen bleiben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Spule mit geringer Temperaturabhängigkeit der Selbstinduktion und mit einem Kern und einem Mantel aus magnetisch unterteiltem Material, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kern. und Mantel ein Luftspalt von solchen Ausmaßen .vorgesehen ist, daß der magnetische Streüfluß, der von der Längenveränderung des Luftspalts bei großer Länge praktisch unabhängig von der thermischen Ausdehnung des Kerns ist, mindestens gleich groß ist wie der den Luftspalt direkt durchsetzende Kraftlinienfluß und daß das nicht in der Richtung der Kraftlinien unterteilte magnetische Kernmaterial eine hohe effektive und der Mantel eine niedrige Permeabilität aufweist.
2. Spule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel aus gepreßtem Eisenpulver und der Kern aus gegeneinander isolierten Drähten aus magnetischem Stoff hergestellt ist.
3. Spule nach Anspruch i, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel mit mindestens einer Höhlung versehen ist, welche die Enden des Kerns mit einem als Luftspalt dienenden Zwischenraum umgibt.